KR101837786B1 - Method for Standarding Measurement Location of AC-Impedance - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 전지의 AC 임피던스 측정값이 측정 위치에 따라 편차가 발생하는 것을 방지하고자 제품 검사 시 동일 위치에서 측정될 수 있도록 측정 위치를 표준화하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method of standardizing a measurement position so that an AC impedance measurement value of an automobile battery can be measured at the same position at the time of product inspection in order to prevent a deviation according to the measurement position.

Description

AC-Impedance 측정 위치 표준화 방법{Method for Standarding Measurement Location of AC-Impedance}AC-Impedance Measurement Location Standardization Method (AC-Impedance)
본 발명은 이차 전지의 제품 검사 방법에 관한 것으로, 상세하게는 이차 전지의 제품 검사 시 측정 위치 표준화 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a product inspection method for a secondary battery, and more particularly, to a method of standardizing a measurement position when inspecting a product of a secondary battery.
통상적으로 이차 전지는 재충전이 가능하고 대용량화가 가능한 대표적인 것으로 니켈 카드뮴, 니켈 수소 및 리튬 이온 전지 등이 있다. 이 중에서 리튬 이온 전지는 긴 수명, 고용량 등 우수한 특성으로 인하여 차세대 동력원으로 주목받고 있다. 이 중에서, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 수 개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이브리드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용이 증가되고 있는 추세이다.Typically, secondary batteries are nickel cadmium, nickel hydrogen, and lithium ion batteries, which are representative of rechargeable and large-capacity batteries. Of these, lithium ion batteries are attracting attention as a next generation power source due to their excellent characteristics such as long lifetime and high capacity. Among them, the lithium secondary battery has a working voltage of 3.6 V or more and is used as a power source for portable electronic devices, or several series are connected to a high-output hybrid vehicle. Compared with a nickel-cadmium battery and a nickel-metal hybrid battery The operating voltage is three times higher and the energy density per unit weight is also excellent, and the use thereof is rapidly increasing.
리튬 이차 전지는 다양한 형태로 제조 가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있다. 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다. 또한, 리튬 폴리머 전지는 안전성도 우수하고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다.The lithium secondary battery can be manufactured in various forms. Typical examples of the lithium secondary battery include a cylinder type and a prismatic type, which are mainly used in a lithium ion battery. In recent years, a lithium polymer battery has been manufactured in a pouch type having flexibility and its shape is relatively free. In addition, the lithium polymer battery is excellent in safety and light in weight, which is advantageous in reducing the size and weight of portable electronic devices.
한편, 많은 양의 전력을 필요로 하는 전기 자동차 등의 모터 구동용 전원의 경우에는 배터리셀을 다수 개 직렬 또는 병렬로 연결하여 배터리 모듈을 구성하게 된다.On the other hand, in the case of a motor driving power source for an electric vehicle or the like requiring a large amount of electric power, a plurality of battery cells are connected in series or in parallel to constitute a battery module.
한편, 중대형 전지모듈은 전기자동차 등의 동력원으로 사용되는 바, 이러한 디바이스에 내장된 배터리 모듈은 외부충격, 진동 등에 쉽게 노출되므로 높은 안전성을 가지는 구조가 요구된다. 특히, 다수개의 배터리셀간을 전기적으로 연결될 부분이 견고하게 연결되지 않으면, 지속적으로 받는 진동과 충격에 의해 연결부분이 분리되어 성능 및 안전성이 크게 저하될 수 있으므로, 배터리셀들을 전기적으로 연결하는 연결부분에 대한 검사가 필요한 시점이다.On the other hand, the middle- or large-sized battery module is used as a power source for an electric vehicle, etc., and a battery module built in such a device is easily exposed to external shocks and vibrations. Particularly, if a portion to be electrically connected between a plurality of battery cells is not firmly connected, the connecting portion may be separated due to continuous vibration and impact, and performance and safety may be greatly deteriorated. Therefore, It is time to test for.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래기술 한국공개특허 2008-0109947에서는 둘 또는 그 이상이 전지들에서 전기적 연결 및/또는 기계적 체결을 위한 용접부위의 용접 상태를 검사하는 방법으로서, 용접부위로부터 이격된 부위 중에서 적어도 2곳(온도 측정부위)의 온도를 순차적 또는 동시에 측정하여 열전도 속도량(측정 열전도 속도량)을 계산하고, 전지들에 대해 기설정된 열전도 속도량(설정 열전도 속도량)과 비교하여, 이들 열전도 속도량의 차이가 소정값 이하일 때 양질의 용접 상태로 결정하며, 용접부위와 온도 측정부위 사이에 대응하는 용접물의 저면 전체에는 용접열 또는 그것의 전도열의 확산으로 인한 온도 측정 오차의 발생을 방지하기 위한 단열 부재가 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 방법에 대해 공지하였다.In order to solve such a problem, Korean Unexamined Patent Application Publication No. 2008-0109947 discloses a method of inspecting the welding state of two or more of the welded portions for electrical connection and / or mechanical fastening in batteries, (The measured thermal conduction velocity amount) by measuring the temperature of at least two places (the temperature measurement region) sequentially or simultaneously, compares the measured thermal conduction velocity amount with the preset heat conduction velocity amount (the set thermal conduction velocity amount) The welding process is carried out in order to prevent the occurrence of a temperature measurement error due to the diffusion of welding heat or its conduction heat to the entire bottom surface of the welded portion between the welding portion and the temperature measuring portion, A method is known in which a thermal insulating member is added.
이러한 온도 측정 오차뿐만 아니라 측정 위치에 따라 AC 임피던스 측정값 편차로 인하여 양품이 불량이 되거나, 불량이 양품이 되는 문제점이 있다.In addition to such temperature measurement error, there is a problem that the good product becomes defective due to the deviation of the AC impedance measurement value depending on the measurement position, or the defective product becomes a good product.
본 발명은 자동차 전지의 AC 임피던스 측정값이 측정 위치에 따라 편차가 발생하는 것을 방지하고자 제품 검사 시 동일 위치에서 측정될 수 있도록 측정 위치를 표준화하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method of standardizing a measurement position so that an AC impedance measurement value of an automobile battery can be measured at the same position at the time of product inspection in order to prevent a deviation according to the measurement position.
본 발명은 이차 전지에 교류 전압을 인가하는 단계 및 상기 교류 전압을 인가하여 얻어진 응답 전류와 인가된 교류 전압으로부터 교류 임피던스를 측정하되, 상기 이차 전지의 동일한 측정 위치를 측정하도록 표준화하는 단계를 포함한다.The present invention includes a step of applying AC voltage to a secondary battery and measuring AC impedance from a response current and an applied AC voltage obtained by applying the AC voltage and normalizing the same to measure the same measurement position of the secondary battery .
또한, 상기 표준화 단계는 상기 측정 시 지그(jig) 장치를 이용할 수 있다.Also, the standardization step may use a jig device during the measurement.
또한, 상기 지그 장치는 측정 위치를 파악하기 위한 홀을 포함한다.Further, the jig device includes a hole for grasping a measurement position.
또한, 상기 측정 위치의 산포는 상하 ±2mm 높이이고, 좌우 ±5mm 폭으로 구비될 수 있다.In addition, the scattering of the measurement position may be up to ± 2 mm in height and +/- 5 mm in width.
또한, 상기 교류 전압은 1 mV 내지 50 mV 일 수 있다.Also, the alternating voltage may be between 1 mV and 50 mV.
아울러, 본 발명은 이차 전지에 교류 전압을 인가하여 얻어진 응답 전류와 인가된 교류 전압으로부터 교류 임피던스를 측정하되, 상기 이차 전지의 동일한 측정 위치를 측정하는 지그(jig) 장치를 포함한다. In addition, the present invention includes a jig device for measuring AC impedance from a response current obtained by applying an AC voltage to a secondary battery and an applied AC voltage, and measuring the same measurement position of the secondary battery.
또한, 상기 지그 장치는 상기 측정 위치를 파악하기 위한 홀을 포함한다.Further, the jig device includes a hole for grasping the measurement position.
또한, 상기 측정 위치의 산포는 상하 ±2mm 높이이고, 좌우 ±5mm 폭으로 구비될 수 있다.In addition, the scattering of the measurement position may be up to ± 2 mm in height and +/- 5 mm in width.
또한, 상기 교류 전압은 1 mV 내지 50 mV 일 수 있다.Also, the alternating voltage may be between 1 mV and 50 mV.
본 발명은 자동차 전지의 AC 임피던스 측정값이 측정 위치에 따라 편차가 발생하는 것을 방지하고자 제품 검사 시 동일 위치에서 측정될 수 있도록 측정 위치를 표준화하는 방법을 제공함으로써, AC 임피던스 측정값의 편차로 인하여 양품이 불량 판정되거나 불량이 양품 판정을 받는 오류를 제거하고, 동일한 기준의 공정성 평가 기준을 확립할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention provides a method of standardizing the measurement position so that the AC impedance measurement value of the automobile battery can be measured at the same position at the time of inspection of the product in order to prevent the deviation of the AC impedance measurement value from the measurement position, It is possible to eliminate an error in which a defective good is judged to be defective or a defective is judged to be defective, and the fairness evaluation standard of the same standard can be established.
도 1은 본 발명에 따른 이차 전지의 제품 검사를 위한 측정 위치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 이차 전지의 제품 검사 시 측정 위치의 표준화를 위한 지그 장치를 나타낸 도면이다.
1 is a view showing measurement positions for inspecting a product of a secondary battery according to the present invention.
FIG. 2 is a view illustrating a jig device for standardizing a measurement position when inspecting a product of a secondary battery according to the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. .
도 1은 본 발명에 따른 이차 전지의 제품 검사를 위한 측정 위치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing measurement positions for inspecting a product of a secondary battery according to the present invention.
도 1을 참조하면, 이차 전지의 측정 위치 산포에 관한 것으로서, 하나의 측정 위치 산포의 상하 높이는 2mm가 바람직하며, 좌우 폭은 5mm가 바람직하다. 예를 들어, 하나의 측정 위치의 산포 영역 '5'를 의미할 수 있다. 양산 설비의 측정 위치 산포는 실측값(A)으로서 복수 개로 개시될 수 있으며, 도 1과 같이 양산 설비의 측정 위치(B)를 기준으로 정하고, 모든 양산된 이차 전지의 제품 검사 시 동일 위치(기준 위치)에 AC 임피던스 값을 측정하도록 표준화한다. 즉, 이차 전지에 교류 전압을 인가하여 얻어진 응답 전류와 인가된 교류 전압으로부터 AC 임피던스 값을 측정하되, 이차 전지의 동일한 측정 위치를 측정하도록 표준화하는 기술이다. 이때, 교류 전압은 1 mV 내지 50 mV 일 수 있다.Referring to FIG. 1, the measurement position distribution of the secondary battery is measured. The vertical height of one measurement position is preferably 2 mm, and the horizontal width is preferably 5 mm. For example, it may mean the scatter area '5' of one measurement position. The measurement position dispersion of the mass production facility can be started as a plurality of measured values (A), and it is determined based on the measurement position (B) of the mass production facility as shown in Fig. 1, Position) to measure the AC impedance value. That is, the AC impedance value is measured from the response current obtained by applying the AC voltage to the secondary battery and the AC voltage applied thereto, and standardized to measure the same measurement position of the secondary battery. At this time, the AC voltage may be 1 mV to 50 mV.
여기서, AC 임피던스 값을 측정한다는 것은 회로의 임피던스를 측정한다는 것을 말하며, 임피던스란 교류회로에서 인가 전압 및 흐르는 전류의 비율을 말하여 수식으로 나타내면 Z(임피던스) = V(전압)/I(전류) = R(저항) + iX(임피던스의 허수분)이 된다.(Impedance) = V (voltage) / I (current) is expressed by the following equation, where I denotes the ratio of the applied voltage and the flowing current in the alternating current circuit, and the impedance is measured by measuring the impedance of the circuit. = R (resistance) + iX (impurity moisture of impedance).
구체적으로, 임피던스란 전기회로에서 전류의 이동에 방해가 되는 저항(resistance), 축전기(capacitor) 및 유전기(inductor) 등으로부터 생기는 복합 저항이다. 이들 중에서 저항을 제외하고는 직류와 교류에 따라서 그 대응 신호가 매우 다르다. 리튬 이차 전지의 교류 임피던스를 측정하기 위하여 정전압 바이어스(Vb) 또는 정전류 바이어스(Ib)에 소정의 진폭과 주파수(f)를 갖는 교류 신호를 중첩하여 인가한다. 이때 측정된 전압 및 전류 신호는 바이어스에 교류 신호가 중첩된 같은 형태의 신호이나 소정의 교류 성분의 진폭(V0 및 I0)과 위상차(Φ)를 갖는다. 리튬 이차 전지의 임피던스 값은 복소수로 표시되며, 측정된 신호의 교류 성분으로부터 임피던스(Z)를 다음과 같이 구한다.Specifically, impedance is a composite resistance arising from a resistance, a capacitor, and an inductor that interferes with the movement of electric current in an electric circuit. Among them, except for the resistance, the corresponding signals are very different according to the direct current and the alternating current. An AC signal having a predetermined amplitude and a frequency f is applied to a constant voltage bias Vb or a constant current bias Ib in a superimposed manner to measure the alternating current impedance of the lithium secondary battery. At this time, the measured voltage and current signals have the same type of signal in which the AC signal is superimposed on the bias, or the amplitudes (V0 and I0) and the phase difference (phi) of predetermined AC components. The impedance value of the lithium secondary battery is represented by a complex number, and the impedance Z from the AC component of the measured signal is obtained as follows.
Z = (V0/I0) x (cosΦ + j sinΦ)Z = (V0 / I0) x (cos? + J? Sin?)
도 2는 본 발명에 따른 이차 전지의 제품 검사 시 측정 위치의 표준화를 위한 지그(Jig) 장치를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view showing a jig device for standardizing a measurement position when inspecting a product of a secondary battery according to the present invention. FIG.
도 2를 참조하면, 가로 너비는 45mm 이고, 세로 너비는 18.6mm인 지그를 개시한 것으로서, 가운데 홀(C, hole)이 있고, 홀(C)의 너비는 4mm 이다. 이러한 지그 장치의 홀(C)을 이용하여 동일 위치에 AC 임피던스 값을 측정할 수 있다. 이러한 이차 전지의 측정 위치를 동일화하여 측정 위치에 따른 AC 임피던스 측정값의 편차 발생을 감소시킬 수 있다.Referring to FIG. 2, a jig having a width of 45 mm and a width of 18.6 mm is disclosed. The center hole C and the width of the hole C are 4 mm. The AC impedance value can be measured at the same position using the holes C of the jig device. It is possible to equalize the measurement position of the secondary battery and reduce the occurrence of deviation of the AC impedance measurement value according to the measurement position.
아울러, 2차 전지는 대량으로 생산하기 때문에 다수의 전지를 한꺼번에 측정하는 것이 요구된다. 그러므로 2차 전지에 대한 임피던스를 측정하는 장비는 수 백개의 2차 전지를 동시에 측정할 수 있는 구조를 가진다. 일반적으로 제작 원가를 절감하기 위해 수십 개의 채널을 하나의 인쇄 회로 기판에 설계한다. 측정 대상이 되는 2차 전지는 수 백개를 수용할 수 있는 지그 장치에 삽입되는데, 보통 하나의 지그 장치에는 256개의 테스트용 2차 전지가 수용된다.In addition, since secondary batteries are produced in large quantities, it is required to measure a plurality of batteries at a time. Therefore, the equipment for measuring the impedance of the secondary battery has a structure capable of measuring several hundreds of secondary batteries at the same time. Generally, dozens of channels are designed on one printed circuit board to save production cost. The secondary battery to be measured is inserted into a jig device capable of accommodating several hundreds of batteries. Normally, one jig device accommodates 256 test secondary batteries.
본 발명은 자동차 전지의 AC 임피던스 측정값이 측정 위치에 따라 편차가 발생하는 것을 방지하고자 제품 검사 시 동일 위치에서 측정될 수 있도록 측정 위치를 표준화하는 방법을 제공함으로써, AC 임피던스 측정값의 편차로 인하여 양품이 불량 판정되거나 불량이 양품 판정을 받는 오류를 제거하고, 동일한 기준의 공정성 평가 기준을 확립할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention provides a method of standardizing the measurement position so that the AC impedance measurement value of the automobile battery can be measured at the same position at the time of inspection of the product in order to prevent the deviation of the AC impedance measurement value according to the measurement position, It is possible to eliminate an error in which a defective good is judged to be defective or a defective is judged to be defective, and the fairness evaluation standard of the same standard can be established.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 알 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (9)

  1. 이차 전지에 교류 전압을 인가하는 단계; 및
    상기 교류 전압을 인가하여 얻어진 응답 전류와 인가된 교류 전압으로부터 교류 임피던스를 측정하되, 개별 이차 전지에 대한 측정 위치 산포를 미리 정한 후 하나의 측정 위치 산포보다 작은 크기의 홀이 형성된 지그 장치를 이용하여 상기 이차 전지의 동일한 측정 위치를 측정하도록 표준화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 위치 표준화 방법.
    Applying an AC voltage to the secondary battery; And
    Measuring an AC impedance from a response current obtained by applying the AC voltage and an applied AC voltage, determining a dispersion of a measurement position for each secondary battery in advance, and then using a jig device having a hole with a size smaller than one measurement position dispersion And standardizing the measurement position of the secondary battery so as to measure the same measurement position.
  2. 삭제delete
  3. 삭제delete
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나의 측정 위치 산포는 상하 2mm 높이이고, 좌우 5mm 폭으로 구비된 것을 특징으로 하는 측정 위치 표준화 방법.
    The method according to claim 1,
    Wherein the one measurement position dispersion is 2 mm high and 5 mm wide.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 교류 전압은 1 mV 내지 50 mV 인 것을 특징으로 하는 측정 위치 표준화 방법.
    The method according to claim 1,
    Wherein the AC voltage is between 1 mV and 50 mV.
  6. 이차 전지에 교류 전압을 인가하여 얻어진 응답 전류와 인가된 교류 전압으로부터 교류 임피던스를 측정하되, 동일한 측정 위치를 측정할 수 있는 지그(jig)장치를 포함하며,
    상기 지그 장치는 측정 위치를 파악하기 위한 홀을 포함하되, 상기 홀은 개별 이차 전지에 대해 기 설정된 하나의 측정 위치 산포보다 작은 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 측정 위치 표준화 장치.
    A jig device capable of measuring an AC impedance from a response current obtained by applying an AC voltage to a secondary battery and an applied AC voltage and measuring the same measurement position,
    Wherein the jig device includes a hole for grasping a measurement position, wherein the hole has a size smaller than a predetermined one of the measurement positions of the secondary battery.
  7. 삭제delete
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 하나의 측정 위치 산포는 상하 2mm 높이이고, 좌우 5mm 폭으로 구비된 것을 특징으로 하는 측정 위치 표준화 장치.
    The method according to claim 6,
    Wherein the one measurement position dispersion is 2 mm high and 5 mm wide on the right and left sides.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 교류 전압은 1 mV 내지 50 mV 인 것을 특징으로 하는 측정 위치 표준화 장치.
    The method according to claim 6,
    Wherein the AC voltage is between 1 mV and 50 mV.
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